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          I2C上拉電阻如何取值?

          作者:時間:2024-03-11來源:硬件攻城獅收藏

          I2C一般為開漏結構,需要在外部加上拉電阻,常見的阻值有1k、1.5k、2.2k、4.7k、5.1k、10k等。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202403/456205.htm


          但是應該如何根據開發要求選擇合適的阻值呢?


          假設SDA是低電平時,即MOS管導通。那么,就可以求出上拉電阻R的阻值。


          上拉電阻計算公式:


          VOL定義為在漏極開路或集電極開路時,有3mA下拉電流時的低電平輸出電壓。IOL就是該端口的灌電流,即IOL=3mA。


          由上式可得,當VDD不變, VOL取最大值時,上拉電阻有最小值。


          根據,端口輸出低電平的最高允許電壓是0.4V。


          公式1可以改為:


          由式2可以得出:電源電壓決定了上拉電阻的最小值。因此,當VDD=5V時,最小上拉電阻約為1.5k;當VDD=3V3時,約為1k。


          由于I2C總線端口的高電平是通過上拉電阻實現,線上的電平從低變高時,電源通過上拉電阻對線上負載電容CL充電,這需要一定的上升時間。


          電容充電一般公式:


          整理可得:


          I2C規范將低于VIL或0.3VDD的電壓定義為邏輯低電平,同樣將高于VIH或0.7VDD的電壓定義為邏輯高電平,由式4可以求得:





          由公式5可判斷,當Tr取最大值,CL取最小值時,R有最大值。


          由于不同模式下,上升沿的最大時間及總線負載最大容限要求不同,標準模式、快速模式、高速模式分別是:1000ns/400pF、300ns/400pF、120ns/550pF。


          以快速模式下,負載電容50pF為例,則有:


          結論:電源電壓決定上拉電阻的最小值,總線負載電容決定上拉電阻的最大值。




          關鍵詞: I2C協議

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